2017年河南理工大学815工程热力学复试仿真模拟三套题
● 摘要
一、名词解释
1． 热能（热力学能或内能）与热量。
【答案】热能是系统的一种储存能，它的大小取决于物质的种类以及其温度和物质的数量，通常热能就是内能。热量是系统与外界之间，穿越边界而传递的一种能量形式。热量传递的动力是二者的温度差。
二、简答题
2． 某人声称使用新式热力循环和高技术开发出一种新型节能冷柜，在
时，制冷系数仍可以达到4, 请你判断一下是否可能实现。 【答案】过程可逆时，
所以不可能实现。
理想气体定容过程焓的变化：
室温下，
制冷温度为
3． 写出熵和焓的定义式，理想气体定容过程焓的变化
【答案】熵的定义式：
4． 画出朗肯循环和蒸汽压缩制冷循环的
焓的定义式：
图，用各点的状态参数写出：
（1）朗肯循环的吸热量、放热量、汽轮机所做的功及循环热效率。 （2）制冷循环的制冷量、压缩机耗功及制冷系数。 【答案】画出朗肯循环和蒸汽压缩制冷循环的
图如图所示。
（1）参考
郎肯循环 蒸汽压缩制冷循环
图，可以得到：
的定压加热过程，吸热量：
的过程，在冷凝器中进行，放热量：
做工量：
朗肯循环的吸热过程为郎肯循环的放热过程为
汽轮机中，做功过程为绝热膨胀过程在水栗中被绝热压缩，接受功量为
相对于汽轮机做功来说很小，故有热效率：
（2）参考上面的压缩机耗功为：制冷系数为：
图，可以得到：
蒸汽压缩制冷循环的吸热量为：
5． 气体在喷管中流动，欲使超间速气加速，应采用什么形式的喷管？为什么？
【答案】由题意可知
，
此时的马赫数
故要使超音速气流加速，必
须增大喷灌的截面积，所以用渐扩喷管增加流速。
6． 对于理想气体，试说明它的热力学能和焓都是温度的单值函数。
【答案】根据理想气体模型，热力学能是气体分子热运能量（无内位能），故热力学能是温度的单值函数。
因为
所以焓也是温度的单值函数。
7． 试分析下列各热力过程是否为可逆过程，如不可逆，请说明理由，若不一定可逆，说明在什么条件下可逆。
（1）将热量从温度为
的热源缓慢传递给处于平衡状态的
的冰水混合物。
（2）通过搅拌器作功使水保持等温的汽化过程。
（3）在一绝热的气缸内进行无内、外摩擦的膨胀或压缩过程。 （4）
的水蒸气缓慢流入一绝热容器与
的液态水相混合。 缓慢加热到
（5）在一定容积的容器中，将定量工质从（2）不可逆。属功转热过程。
（3）不一定可逆，若过程为准静过程则可逆，否则不可逆。 （4）可逆。
（5）不一定可逆，若热源温度随时保持与工质相同，则可逆。
【答案】（1）不可逆。属有限温差下的传热过程，所以不可逆。
三、计算题
8． 有一台气体发动机，工质从初态②定容加热过程2-3, 定容升压比为
要求:（1）把该循环表示在（2）用
出发按下列过程工作：①绝热压缩过程1-2, 压缩比③绝热膨胀过程3-4, 使膨胀终了压力
图和
图上。
④定压放热过
程4-1, 使工质回到初态。设气体比热容为定值，经绝热指数为
等参数表示该循环的热效率。
（3）若在相同比缩比下，有一个定容加热的活塞式内燃机循环，试比较这两个循环的热效率哪个大，为什么？
【答案】（1）该循环的
图和
图如图所示。
图
（2）由于
依题意可知该循环的燃烧热效率为：
又因为：
代入上式后可得燃烧热效率为：
（3）两个循环如图所示。
图
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